本發(fā)明涉及一種光伏電站增發(fā)電量結(jié)構(gòu)及其增發(fā)電量方法，屬于光伏發(fā)電機組領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

《光伏發(fā)電站工程項目用地控制指標(biāo)》適用范圍：新建、改建和擴建的地面光伏發(fā)電站工程項目。審批光伏發(fā)電站工程項目用地，應(yīng)當(dāng)按照本用地指標(biāo)確定的總用地規(guī)模和各功能分區(qū)用地規(guī)模進行核定，的確需超規(guī)模用地的項目，應(yīng)開展建設(shè)項目節(jié)地評價編制光伏發(fā)電站工程項目可行性研究報告，應(yīng)當(dāng)按照本用地指標(biāo)確定的總體規(guī)模和各功能分區(qū)規(guī)模進行規(guī)模核定。并在報告中對用地規(guī)模核定情況進行專篇說明。光伏電站的用地審批越來越嚴(yán)格，節(jié)約用地（特別是優(yōu)質(zhì)平整的地形資源）已經(jīng)成為光伏電站建設(shè)的主要因素。

國家發(fā)展改革委關(guān)于完善陸上光伏發(fā)電上網(wǎng)標(biāo)桿電價政策的通知發(fā)改價格[2015]3044號，光伏發(fā)電先確定2016年標(biāo)桿電價。

在2015.12.24發(fā)布的國家發(fā)展改革委調(diào)整陸上光伏發(fā)電上網(wǎng)標(biāo)桿電價政策中調(diào)整：對光伏發(fā)電標(biāo)桿電價，2016年一類、二類資源區(qū)分別降低10分錢、7分錢，三類資源區(qū)降低2分錢。國家發(fā)改委公布2017年光伏上網(wǎng)電價意見稿三類資源地區(qū)下調(diào)至0.75元、0.65元、0.55元。利用建筑物屋頂及附屬場所建設(shè)的分布式光伏發(fā)電項目，在項目備案時可以選擇“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”或“全額上網(wǎng)”中的一種模式。對“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”模式的分布式光伏發(fā)電實行按照全電量補貼的模式，補貼標(biāo)準(zhǔn)分別為：一類資源區(qū)0.2元/千瓦時、二類資源區(qū)0.25元/千瓦時、三類資源區(qū)0.3元/千瓦時，上述補貼資金通過可再生能源發(fā)展基金予以支付，由電網(wǎng)企業(yè)轉(zhuǎn)付；其中，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)自用有余上網(wǎng)的電量，由電網(wǎng)企業(yè)按照當(dāng)?shù)厝济簷C組標(biāo)桿上網(wǎng)電價收購?！叭~上網(wǎng)”模式執(zhí)行光伏電站價格，具體補貼發(fā)放審批程序按照光伏電站的方式執(zhí)行。光伏電站的單位電量的回收初期投資的系數(shù)變小，金融風(fēng)險增大，必須內(nèi)部深挖發(fā)電潛力減少光伏電站內(nèi)部耗電量，增發(fā)電量，平衡外部金融環(huán)境變化，實現(xiàn)可行性報告中按期回收投資成本。

目前，中國傳統(tǒng)火電發(fā)電成本大約0.4元/度，而光伏發(fā)電成本達到0.8-0.9元/度，存在著巨大差價。按曲線圖預(yù)計，2020年達到用電側(cè)平價，2025年達到發(fā)電側(cè)平價。預(yù)計2025年光伏發(fā)電國家不再補貼。隨著時間推移、技術(shù)進步，光伏發(fā)電的成本曲線不斷下行，而傳統(tǒng)能源發(fā)電的成本曲線會不斷上行。兩者的交匯點就是光伏發(fā)電的平價上網(wǎng)點。一旦實現(xiàn)平價上網(wǎng)，意味著光伏企業(yè)無需依賴補貼即可獲得盈利。屆時，兼具成本優(yōu)勢和環(huán)保效益的光伏行業(yè)也將真正迎來行業(yè)盛宴。這一規(guī)劃是建立在光伏發(fā)電行業(yè)技術(shù)進步的基礎(chǔ)上的，目標(biāo)是解決科技生產(chǎn)力同人民生產(chǎn)生活需求之間的矛盾，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，發(fā)展才是硬道理，提高光伏發(fā)電行業(yè)的科技進步是光伏科技工作者的主要目標(biāo)和根本任務(wù)。

目前大量的光伏電站建于山地、丘陵、高原等地勢不平整的地理條件處，光伏陣列平面角度多變，所以日照是逐步照射到所有的光伏陣列的?，F(xiàn)有技術(shù)的光伏陣列結(jié)構(gòu)如圖1所示，光伏組串是根據(jù)按照地理位置遠(yuǎn)近連接，某一時刻日照照射到的光伏陣列發(fā)電，而日照沒有照射到的光伏陣列不但不發(fā)電還反而消耗發(fā)電的光伏陣列所發(fā)出的電量（串聯(lián)在電路中電阻消耗電量或者反向給不發(fā)電光伏陣列送電消耗電量），進而大大降低了整體光伏電站的發(fā)電量，且平整山地、丘陵、高原等地勢不平整的地理條件需要耗費大量初期投資。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的光伏電站增發(fā)電量結(jié)構(gòu)及其增發(fā)電量方法，能顯著地減少光伏電站自身的電耗，提高光伏電站整體發(fā)電量和增加光伏熱電企業(yè)收益。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：一種光伏電站增發(fā)電量結(jié)構(gòu)，包括光伏陣列、連接線、匯流箱和逆變器；光伏陣列包括多個光伏組串，這些光伏組串依次串聯(lián)；光伏陣列與匯流箱電連接；匯流箱與逆變器電連接；

其特征在于：還包括空氣開關(guān)；同一光伏陣列中的光伏組串朝向的角度相同；

（1）按照光伏陣列所在平面的法線朝向，設(shè)法線與東向水平重合為0°，法線與西向水平重合為180°，東西向的光伏陣列所在平面的法線朝向的角度為0°～180°；將東西向的光伏陣列按照其所在平面的法線朝向角度分為三個區(qū)域：0°～60°為一個區(qū)域，60°～120°為一個區(qū)域，120°～180°為一個區(qū)域；

（2）按照光伏陣列所在平面的法線朝向，設(shè)法線與南向水平重合為0°，法線與北向水平重合為180°，南北向的光伏陣列所在平面的法線朝向的角度為0°～180°；將南北向的光伏陣列按照其所在平面的法線朝向角度分為三個區(qū)域：0°～60°為一個區(qū)域，60°～120°為一個區(qū)域，120°～180°為一個區(qū)域；

所在平面的法線朝向角度相同的光伏陣列并聯(lián)后與同一個匯流箱電連接，空氣開關(guān)安裝在該匯流箱與逆變器之間；所在平面的法線朝向角度不相同的光伏陣列不與同一個匯流箱電連接。

本發(fā)明所述的東西向的光伏陣列所在平面的法線朝向的角度為以下角度中的一種：0°、60°、120°、180°。

本發(fā)明所述的南北向的光伏陣列所在平面的法線朝向的角度為以下角度中的一種：0°、60°、120°、180°。

一種光伏電站增發(fā)電量結(jié)構(gòu)的增發(fā)電量方法，其特征在于：

（1）時間在a點到b點鐘之間，東西向0°到120°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)自動合閘；時間在c點到d點鐘之間，東西向0°到180°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)自動合閘；時間在e點到f點鐘之間，東西向60°到180°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)自動合閘，東西向0°到60°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)自動分閘；通過匯流箱或者逆變器中的電流表和電壓表判斷南北向0°到180°所分三區(qū)的光伏陣列之間的發(fā)電和反向充電情況，根據(jù)電流方向反饋分合閘相應(yīng)空氣開關(guān)；

（2）時間在a'點到b’點鐘之間，南北向0°到120°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)自動合閘；時間在c’點到d’點鐘之間，南北向0°到180°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)自動合閘；時間在e’點到f’點鐘之間，南北向60°到180°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)自動合閘，南北向0°到60°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)自動分閘；通過匯流箱或者逆變器中的電流表和電壓表判斷東西向0°到180°所分三區(qū)的光伏陣列之間的發(fā)電和反向充電情況，根據(jù)電流方向反饋分合閘相應(yīng)空氣開關(guān)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果：

1、將原來按照地理位置遠(yuǎn)近連接的光伏陣列改變?yōu)榘凑账谄矫娴姆ň€朝向角度分類，改變接線方式，增發(fā)電量，大幅度降低初期投資。

2、可將某時刻日照照射到的相同角度的光伏陣列通過合上空氣開關(guān)一起接入?yún)R流箱發(fā)電，將該時刻日照照射不到的光伏陣列通過斷開空氣開關(guān)暫時隔離出光伏發(fā)電系統(tǒng)，消除了在光伏發(fā)電匯流箱和逆變器處線網(wǎng)上無效的輸送電耗，防止光伏電站本身消耗所發(fā)電量，所以該方法增發(fā)電量效果非常明顯。

3、在本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，光伏發(fā)電系統(tǒng)可沿著時間軸按照每天日照變化自動控制，根據(jù)季節(jié)不同日照的變化對每天自動控制時間點進行修正，以年數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)繪制年度時間點控制曲線圖表。

4、可以延長光伏組件的使用壽命。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為光伏電站日發(fā)電曲線示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明。

參見圖1至圖3，本發(fā)明實施例包括光伏陣列、連接線2、匯流箱3、空氣開關(guān)4和逆變器。

光伏陣列包括多個光伏組串1，這些光伏組串1通過連接線2依次串聯(lián)，且同一光伏陣列中的光伏組串1朝向的角度相同。

（1）按照光伏陣列所在平面的法線朝向，設(shè)法線與東向水平重合為0°，法線與西向水平重合為180°，東西向的光伏陣列所在平面的法線朝向的角度為0°～180°；將東西向的光伏陣列按照其所在平面的法線朝向角度分為三個區(qū)域：0°～60°為一個區(qū)域，60°～120°為一個區(qū)域，120°～180°為一個區(qū)域；

本實施例中，東西向的光伏陣列所在平面的法線朝向的角度為以下角度中的一種：0°、60°、120°、180°；

（2）按照光伏陣列所在平面的法線朝向，設(shè)法線與南向水平重合為0°，法線與北向水平重合為180°，南北向的光伏陣列所在平面的法線朝向的角度為0°～180°；將南北向的光伏陣列按照其所在平面的法線朝向角度分為三個區(qū)域：0°～60°為一個區(qū)域，60°～120°為一個區(qū)域，120°～180°為一個區(qū)域；

本實施例中，南北向的光伏陣列所在平面的法線朝向的角度為以下角度中的一種：0°、60°、120°、180°。

在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，為了減少光伏組串1與逆變器之間的連線使用到匯流箱3。

所在平面的法線朝向角度相同的光伏陣列并聯(lián)后與同一個匯流箱3電連接，該匯流箱3與逆變器電連接，空氣開關(guān)4安裝在該匯流箱3與逆變器之間。所在平面的法線朝向角度不相同的光伏陣列不與同一個匯流箱3電連接。

光伏組串1（地用晶硅光伏組件或者地用薄膜光伏組件）既承擔(dān)光電轉(zhuǎn)換又承擔(dān)電力輸送功能。

以匯流箱3或者逆變器中的電流表和電壓表作為調(diào)節(jié)反饋辨別電流方向，判斷與其連接的光伏陣列是發(fā)電還是耗電。

實施例:某試驗光伏電站系統(tǒng)共18個光伏陣列區(qū)，一區(qū)256個光伏組串1，二區(qū)173個光伏組串1，三區(qū)267個光伏組串1，四區(qū)180個光伏組串1，五區(qū)180個光伏組串1，六區(qū)181個光伏組串1，七區(qū)185個光伏組串1，八區(qū)180個光伏組串1，九區(qū)180個光伏組串1，十區(qū)180個光伏組串1，十一區(qū)156個光伏組串1，十二區(qū)176個光伏組串1，十三區(qū)188個光伏組串1，十四區(qū)192個光伏組串1，十五區(qū)238個光伏組串1，十六區(qū)188個光伏組串1，十七區(qū)180個光伏組串1，十八區(qū)165個光伏組串1，共計3445個光伏組串1，容量20.84225mw。原光伏陣列并聯(lián)到匯流箱3或者逆變器的很多光伏組串1由于地形條件限制，其中有很多組串的法線方向朝向正東南，另外部分組串的法線方向朝向正西南（或者其他方向）。在朝向西南（或者其他方向）的光伏組串1在正常發(fā)電時，朝向正東南的組串實際上為被發(fā)電組串反向充電。試驗光伏電站系統(tǒng)八區(qū)光伏陣列區(qū)共計180個光伏組串1，其中60個組串法線朝向正東南，在反向充電時消耗大量電能，每個組串有22個組件，每個組件電阻0.8ω，組串最大充電電流8.79a。

內(nèi)耗功率計算公式：

p=i×r²

其中：

p-----內(nèi)耗功率

i-----組串最大功率電流

r-----組件內(nèi)阻

試驗光伏電站系統(tǒng)八區(qū)光伏陣列區(qū)內(nèi)耗功率：

p=8.79×(0.8×22)²=2722.790w

p總=p×60=2722.790×60=163.367kw

光伏電站內(nèi)耗功率=p總×20=163.367×20=3267.34kw

改造后的系統(tǒng)消除了該光伏陣列的內(nèi)部耗電情況。

本發(fā)明可以改變光伏電站日發(fā)電曲線形狀，減少對電網(wǎng)的潮流沖擊。光伏電站日發(fā)電曲線示意圖如圖3。在6點鐘到10點鐘和16點鐘到20點鐘，光伏電站的日照傾斜角度很大，電站的內(nèi)耗比例就更大些，使得曲線兩端斜率更大；本發(fā)明增發(fā)曲線兩端的電量，使得曲線變得平緩，減少對電網(wǎng)的潮流沖擊。

一種光伏電站增發(fā)電量結(jié)構(gòu)的增發(fā)電量方法：

（1）時間在a點到b點鐘之間，東西向0°到120°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)4自動合閘；時間在c點到d點鐘之間，東西向0°到180°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)4自動合閘；時間在e點到f點鐘之間，東西向60°到180°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)4自動合閘，東西向0°到60°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)4自動分閘；通過匯流箱3或者逆變器中的電流表和電壓表判斷南北向0°到180°所分三區(qū)的光伏陣列之間的發(fā)電和反向充電情況，根據(jù)電流方向反饋分合閘相應(yīng)空氣開關(guān)4；

（2）時間在a'點到b’點鐘之間，南北向0°到120°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)4自動合閘；時間在c’點到d’點鐘之間，南北向0°到180°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)4自動合閘；時間在e’點到f’點鐘之間，南北向60°到180°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)4自動合閘，南北向0°到60°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)4自動分閘；通過匯流箱3或者逆變器中的電流表和電壓表判斷東西向0°到180°所分三區(qū)的光伏陣列之間的發(fā)電和反向充電情況，根據(jù)電流方向反饋分合閘相應(yīng)空氣開關(guān)4。

上述方法中的時間點可根據(jù)具體地點進行設(shè)置，如：

時間在5點到10點鐘之間，東西向0°到120°區(qū)域的光伏陣列的空氣開關(guān)4自動合閘；時間在10點到16點鐘之間，東西向0°到180°區(qū)域的光伏陣列空氣4開關(guān)自動合閘；時間在16點到21點鐘之間，東西向60°到180°區(qū)域的光伏陣列空氣開關(guān)4自動合閘，東西向0°到60°區(qū)域的光伏陣列的空氣開關(guān)自動分閘；通過匯流箱3或者逆變器中的電流表和電壓表判斷南北向0°到180°所分三區(qū)的光伏陣列之間的發(fā)電和反向充電情況，根據(jù)電流方向反饋自動分合閘空氣開關(guān)4。

空氣開關(guān)4的自動分合閘可以部分切換成手動控制。

本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例說明；而且，本發(fā)明各部分所取的名稱也可以不同，凡依本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護范圍內(nèi)。